不同熟期玉米品种和种植密度对子粒脱水特性及产量的影响

研究玉米品种熟期类型和种植密度对子粒脱水特性和产量的影响,以期筛选出适宜机械粒收的高产玉米品种,并为机械粒收高产品种的选育提供参考。采用两因素裂区试验设计,选用不同熟期的8个玉米品种(德美亚1号、A6565、承单1171、富尔116、先正达408、三北5018、先玉335和华农887)进行密度(4.5万、6.0万、7.5万、9.0万、10.5万和12.0万株/hm^(2))试验,研究了不同品种和密度下玉米成熟后子粒含水量、脱水速率、抗倒性、产量等的变化。结果表明:种植密度对玉米生理成熟时的子粒含水量无显著影响;不同品种的自然脱水速率不同,玉米品种生理成熟后的天数与子粒含水率呈直线下降关系;不同熟期类型品种的机械粒收适宜时间不同,极早熟品种适宜在9月下旬收获,早熟品种适宜在10月上旬收获,中熟和中晚熟品种适宜在10月中旬收获;玉米品种的种植密度与产量呈二次曲线关系,极早熟和早熟品种的适宜种植密度为9.07万~10.29万株/hm^(2),中熟品种和中晚熟品种的适宜种植密度为6.45万~8.56株/hm^(2);早熟品种可以通过增加密度使产量水平达到或接近中熟和中晚熟品种,而极早熟品种即使增加密度也达不到中熟和中晚熟品种的产量水平。在北方春玉米区,可利用早熟品种适当增加密度代替中晚熟品种实现玉米子粒机械直收。

不同熟期玉米杂交种及其亲本子粒脱水速率的比较研究

以3个不同熟期玉米杂交种及亲本自交系为试验材料,对子粒脱水速率、子粒含水率和植株相关性状进行测定比较。结果表明,不同熟期玉米材料子粒脱水速率存在显著差异,熟期对子粒脱水速率有明显影响,中晚熟材料的平均脱水速率高于晚熟品种;生理成熟后子粒脱水速率在杂交种父本间差异极显著,母本间无差异,杂交种子粒含水率与亲本自交系呈极显著正相关,子粒生理成熟时含水率的高低影响收获时的含水率;子粒自然脱水速率与穗轴脱水速率呈极显著正相关,与穗长、穗粗、行粒数、子粒长、穗位高、株高均呈显著负相关。

玉米子粒脱水研究与机械粒收对策

我国玉米产区跨度大、生态类型和种植模式多样、品种繁多,多数地区收获时子粒含水率偏高,影响玉米机械粒收质量,是限制我国玉米机械粒收技术推广的关键因素。根据国内外有关玉米子粒脱水过程的研究文献,认为:玉米子粒脱水包括生理脱水和自然脱水两个阶段,各阶段脱水速率的主控影响因素不同,使得区域间、品种间和年际间子粒脱水特征差异显著;当前影响玉米子粒脱水动态的遗传基础及生理生态机制尚不明确,难以对机械粒收技术措施和扶持政策的制定形成支撑。结合玉米生产实际情况,提出了推动我国玉米机械粒收工作发展的建议:加强早熟、子粒脱水快、耐破碎品种的选育;在黄淮海、东北、西北及西南四大玉米产区开展玉米子粒脱水特征及其影响因素的生态联合试验,明确影响区域子粒脱水动态的主控生态因素和生理生态机制,寻找区域机械粒收技术突破口,以协调子粒成熟与降低含水率的关系为核心,充分利用区域热量资源,因地制宜,综合运用粒收品种选育、品种熟期配置、收获期决策、栽培技术配套以及制定扶持政策等手段,推进机械粒收技术快速发展。

夏玉米不同粒位蛋白质组分氮素效应及与子粒脱水的关系研究

从蛋白质粒位差异的角度,以不同自然脱水类型玉米品种为材料,分析不同氮肥运筹处理下不同部位子粒蛋白质组分含量、子粒脱水速率,研究子粒脱水与蛋白质组分和氮素施用的关系。结果表明,脱水速率差异较大的品种总蛋白质存在较大差异,蠡玉16和先玉335总蛋白质含量分别为11.25%、12.16%。增施氮肥蛋白质含量明显增加;增施氮肥主要增加了醇溶蛋白和谷蛋白含量,清蛋白和球蛋白含量影响较小。增施氮肥生理成熟后不同处理间脱水速率存在显著差异;蛋白质组分和脱水速率之间存在密切关系,先玉335生理成熟后不同部位间醇溶蛋白和谷蛋白与脱水速率呈显著或极显著负相关,醇谷比与子粒脱水呈正相关。

宁夏引/扬黄灌区玉米子粒脱水模型的构建与应用

利用宁夏银川市永宁县18个玉米品种子粒含水率动态测试数据,构建了不同品种子粒含水率与授粉后活动积温的关系模型,以2014-2016年在宁夏银川市永宁县(引黄灌区)和吴忠市同心县(扬黄灌区)两地11点次的玉米子粒含水率实测数据进行模型校验的结果表明,模型预测结果与实测值的相符性达到极显著水平(R2=0.8397)。结合2008-2017年永宁县和同心县气象数据,模拟了供试玉米品种达到适宜机械粒收的目标子粒含水率日期,分析了不同类型玉米品种在宁夏引/扬黄灌区实行机械粒收的可行性,为当地推广玉米机械粒收、优选适宜机械粒收的优良品种提供支持。

陕A群和陕B群选育玉米自交系的子粒脱水特性研究

以陕A群、陕B群选育11份不同熟期玉米自交系为材料,通过播期调整使所有材料同天授粉,同时利用烘箱法和电子水分测量仪法测定不同时期玉米子粒含水率,分析子粒水分动态变化规律和子粒脱水特性。通过比较分析两种方法,发现授粉35DAP后两种方法测定的子粒水分含量显著相关(P<0.05),此阶段电子水分测量仪法可替代烘箱法。聚类分析显示,可将11个试验材料划分为5种脱水类型,KB182和KA225为早熟脱水快型;KB207属于早熟脱水慢型;中熟材料KB089、KA147和XCA-1属于渐进脱水型;KA105属于晚熟脱水快型,KA327、2082和KB020属于晚熟脱水慢型。中熟材料KB089和晚熟材料KA105在同一熟期材料中达到最大灌浆速率所需时间较短,具有较快的灌浆速率且生理成熟期后脱水速率快的特点,可作为高产宜机收品种选育的优异种质应用于育种实践。

外源脱落酸及其抑制剂喷施对夏玉米子粒灌浆及内源激素含量的影响

以子粒脱水速率快的玉米品种迪卡517(DK517)和脱水速率较慢的玉米品种郑单1002(ZD1002)为试材,研究玉米子粒形成过程中子粒灌浆、水分含量及内源激素含量变化。结果表明,外源脱落酸(ABA)处理下,DK517活跃灌浆期较ZD1002延长3.42 d,灌浆速率最大时的生长量(Wmax)较ZD1002降低。授粉后58 d,ABA喷施后DK517和ZD1002子粒含水率分别较对照增加5.83%和3.01%;ABA抑制剂处理后子粒含水率总体上较对照降低。ABA处理下DK517子粒含水率低于ZD1002,子粒脱水速率较ZD1002高。不同脱水类型玉米品种子粒灌浆速率和脱水速率均与内源激素含量有关。ABA调控子粒灌浆过程,外源喷施ABA后内源激素含量变化及其互作关系均在子粒灌浆过程中起重要作用。

玉米子粒不同发育阶段脱水速率的遗传分析

选用国内外14份玉米自交系,按完全双列杂交设计配制182个杂交组合为材料,采用AUDDC(Area Under the Dry Down Curve)方法,分别对其授粉后35~40 d、41~50 d、51 d~成熟期、40 d~成熟期及35 d~成熟期子粒脱水速率进行统计及遗传分析。结果表明,14份自交系子粒各发育阶段脱水速率一般配合力方差均达极显著水平,其中,自交系LH202效应值在各发育阶段均表现最小。182份杂交组合特殊配合力方差达极显著水平。子粒各发育阶段脱水速率遗传均主要以加性效应为主,其中,授粉后40 d~成熟期子粒脱水速率的遗传力最高,可稳定遗传。子粒脱水速率在授粉后40~50 d、51 d~成熟期、40 d~成熟期及35 d~成熟期之间均呈极显著正相关;其分别与成熟期子粒含水率也均呈极显著正相关,在这些发育阶段杂交组合脱水速率与其父母本均呈极显著正相关。

气象因子对黄淮海区粒收玉米子粒灌浆与脱水特性的影响

以宜子粒收获玉米品种“浚单1668”为材料,2018~2020年在鹤壁开展子粒灌浆试验,分析子粒灌浆及脱水特性,探讨粒重、子粒灌浆参数和子粒脱水速率与气象因子之间的关系,揭示宜子粒收获玉米产量形成机制。结果表明,不同年份间玉米子粒产量、百粒重和收获时含水率差异显著。玉米产量的差异主要由粒重引起,粒重与灌浆速率显著正相关,与灌浆时间相关性不显著;日照时数和有效积温是影响灌浆速率和粒重的主要气象因子,日照时数和日温差是影响脱水速率的主要气象因子。结果还表明,子粒收获玉米浚单1668吐丝后积温达到769.1~905.0℃·d时,玉米子粒生理成熟,生理成熟时子粒含水量20.67%~25.33%。黄淮海区域玉米生产过程中,通过适时早播,增加吐丝后日照时数和有效积温,玉米获得最大粒重和产量的同时,可有效降低子粒收获时含水量。

西北春玉米子粒乳线和水分变化与灌浆特性的关系

选择7个不同类型的春玉米品种,通过对灌浆期子粒乳线和含水量、子粒重量的连续测定,明确乳线与子粒水分、子粒水分与授粉后积温的关系,为适宜机械粒收品种筛选提供依据。结果表明,7个参试品种授粉至生理成熟天数、积温需求和百粒重差异明显,灌浆后45 d乳线下移到子粒62.4%~76.2%处,62~70 d乳线先后消失。随着乳线下移子粒含水率呈明显的直线下降趋势,乳线比例可以预测子粒水分和灌浆天数变化,生理成熟后达到低水分粒收要求所需天数在品种间均可相差1倍。参试品种子粒含水率与授粉后积温均符合Logistic Power非线性增长模型。授粉后,7个品种子粒含水率降低到机械收获子粒含水率25%时,各品种所需授粉后积温1298.6~1463.2℃·d,平均1375.7℃·d;达到18%~22%子粒含水率时,所需授粉后积温为1414.8~1827.9℃·d。因此,选择生理成熟后脱水快和收获期子粒水分低的品种,延期收获降低水分含量是提高西北春玉米粒收质量的关键。

玉米果穗不同部位子粒水分动态差异研究

为明确玉米果穗不同部位子粒含水率和脱水速率的动态变化差异,在春玉米区宁夏银川和夏玉米区河南新乡采用8个不同熟期和脱水速率的品种,将玉米果穗垂直等分为5个部位,定期测定不同部位子粒含水率,计算子粒脱水速率。结果表明,玉米生长中后期,果穗上部子粒含水率低于中下部子粒含水率,生理成熟前各部位子粒含水率的差值低于生理成熟后。参试品种生理成熟前20 d时不同部位子粒含水率极差低于3%,成熟期的极差值变幅为0.6%~5.2%,生理成熟后极差最大值可达6.2%。同一果穗自上而下子粒的脱水速率逐渐降低,品种之间有明显差异,先玉335、迪卡517和迪卡519果穗不同部位子粒脱水速率差异较大。果穗中部子粒脱水速率和平均脱水速率与不同部位子粒含水率的极差值呈负相关。